Talaan ng mga di-organikong sangkap ng buhay. Tubig at inorganic compounds, ang kanilang papel sa cell

Cell: komposisyong kemikal, istraktura, mga function ng organelles.

Ang kemikal na komposisyon ng cell. Macro- at microelement. Ang kaugnayan ng istraktura at mga tungkulin ng inorganic at organikong bagay(mga protina, nucleic acid, carbohydrates, lipids, ATP) na bumubuo sa cell. Tungkulin mga kemikal na sangkap sa cell at sa katawan ng tao.

Ang mga organismo ay binubuo ng mga selula. Ang mga selula ng iba't ibang organismo ay may magkatulad na komposisyon ng kemikal. Ang talahanayan 1 ay nagpapakita ng pangunahing mga elemento ng kemikal matatagpuan sa mga selula ng mga buhay na organismo.

Talahanayan 1. Ang nilalaman ng mga elemento ng kemikal sa isang cell

Kasama sa unang pangkat ang oxygen, carbon, hydrogen at nitrogen. Ang mga ito ay halos 98% ng kabuuang komposisyon ng cell.

Kasama sa pangalawang grupo ang potasa, sodium, calcium, sulfur, phosphorus, magnesium, iron, chlorine. Ang kanilang nilalaman sa cell ay mga tenths at hundredths ng isang porsyento. Ang mga elemento ng dalawang pangkat na ito ay nabibilang sa macronutrients(mula sa Greek. macro- malaki).

Ang natitirang mga elemento, na kinakatawan sa cell ng hundredths at thousandths ng isang porsyento, ay kasama sa ikatlong pangkat. Ito ay mga elemento ng bakas(mula sa Greek. micro- maliit).

Walang mga elemento na likas lamang sa buhay na kalikasan ang natagpuan sa cell. Ang lahat ng mga kemikal na elementong ito ay bahagi din ng walang buhay na kalikasan. Ito ay nagpapahiwatig ng pagkakaisa ng may buhay at walang buhay na kalikasan.

Ang kakulangan ng anumang elemento ay maaaring humantong sa sakit, at maging ang kamatayan ng katawan, dahil ang bawat elemento ay gumaganap ng isang tiyak na papel. Ang mga macronutrients ng unang pangkat ay bumubuo ng batayan ng mga biopolymer - mga protina, carbohydrates, nucleic acid, at lipid, kung wala ito ay imposible ang buhay. Ang sulfur ay bahagi ng ilang mga protina, ang posporus ay bahagi ng mga nucleic acid, ang bakal ay bahagi ng hemoglobin, at ang magnesium ay bahagi ng chlorophyll. Ang kaltsyum ay may mahalagang papel sa metabolismo.

Bahagi ng mga elemento ng kemikal na nakapaloob sa cell ay bahagi ng mga di-organikong sangkap - mga mineral na asing-gamot at tubig.

mga mineral na asing-gamot ay nasa cell, bilang panuntunan, sa anyo ng mga cation (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) at mga anion (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), ang ratio na tumutukoy sa kaasiman ng daluyan, na mahalaga para sa buhay ng mga selula.

(Sa maraming mga cell, ang medium ay bahagyang alkalina at ang pH nito ay halos hindi nagbabago, dahil ang isang tiyak na ratio ng mga cation at anion ay patuloy na pinananatili dito.)

Sa mga di-organikong sangkap sa wildlife, malaking papel ang ginagampanan ni tubig.

Imposible ang buhay kung walang tubig. Binubuo nito ang isang makabuluhang masa ng karamihan sa mga cell. Maraming tubig ang nakapaloob sa mga selula ng utak at mga embryo ng tao: higit sa 80% ng tubig; sa mga selula ng adipose tissue - 40% lamang. Sa pagtanda, bumababa ang nilalaman ng tubig sa mga selula. Ang isang tao na nawalan ng 20% ​​ng tubig ay namamatay.

Tinutukoy ng mga natatanging katangian ng tubig ang papel nito sa katawan. Ito ay kasangkot sa thermoregulation, na dahil sa mataas na kapasidad ng init ng tubig - pagkonsumo isang malaking bilang enerhiya kapag pinainit. Ano ang tumutukoy sa mataas na kapasidad ng init ng tubig?

Sa isang molekula ng tubig, ang isang oxygen atom ay covalently bonded sa dalawang hydrogen atoms. Ang molekula ng tubig ay polar dahil ang oxygen atom ay may bahagyang negatibong singil, at ang bawat isa sa dalawang hydrogen atoms ay may

Bahagyang positibong singil. Ang isang hydrogen bond ay nabuo sa pagitan ng oxygen atom ng isang molekula ng tubig at ng hydrogen atom ng isa pang molekula. Ang mga hydrogen bond ay nagbibigay ng koneksyon ng isang malaking bilang ng mga molekula ng tubig. Kapag ang tubig ay pinainit, ang isang malaking bahagi ng enerhiya ay ginugugol sa pagsira ng mga bono ng hydrogen, na tumutukoy sa mataas na kapasidad ng init nito.

Tubig - magandang solvent. Dahil sa polarity, ang mga molekula nito ay nakikipag-ugnayan sa mga positibo at negatibong sisingilin na mga ion, sa gayo'y nag-aambag sa paglusaw ng sangkap. May kaugnayan sa tubig, ang lahat ng mga sangkap ng cell ay nahahati sa hydrophilic at hydrophobic.

hydrophilic(mula sa Greek. hydro- tubig at fileo- pag-ibig) ay tinatawag na mga sangkap na natutunaw sa tubig. Kabilang dito ang mga ionic compound (hal. mga asin) at ilang hindi ionic na compound (hal. mga asukal).

hydrophobic(mula sa Greek. hydro- tubig at phobos- takot) ay tinatawag na mga sangkap na hindi matutunaw sa tubig. Kabilang dito, halimbawa, ang mga lipid.

Ang tubig ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga kemikal na reaksyon na nagaganap sa cell sa may tubig na mga solusyon. Tinutunaw nito ang mga produktong metabolic na hindi kailangan sa katawan at sa gayon ay nag-aambag sa kanilang pag-alis mula sa katawan. Ang mataas na nilalaman ng tubig sa cell ay nagbibigay nito pagkalastiko. Ang tubig ay nagtataguyod ng paggalaw iba't ibang sangkap sa loob ng isang cell o mula sa cell hanggang cell.

Ang mga katawan ng may buhay at walang buhay na kalikasan ay binubuo ng parehong mga elemento ng kemikal. Ang komposisyon ng mga nabubuhay na organismo ay kinabibilangan ng mga di-organikong sangkap - tubig at mga mineral na asing-gamot. Ang mahahalagang maraming pag-andar ng tubig sa isang cell ay dahil sa mga kakaiba ng mga molekula nito: ang kanilang polarity, ang kakayahang bumuo ng mga hydrogen bond.

MGA INORGANIC COMPONENT NG CELL

Isa pang uri ng pag-uuri ng mga elemento sa isang cell:

Kabilang sa mga macronutrients ang oxygen, carbon, hydrogen, phosphorus, potassium, sulfur, chlorine, calcium, magnesium, sodium, at iron.
Ang mga microelement ay kinabibilangan ng mangganeso, tanso, sink, yodo, fluorine.
Kabilang sa mga ultramicroelement ang pilak, ginto, bromine, selenium.

MGA ORGANIC COMPONENT NG ISANG CELL

Istraktura ng mga protina

Mga enzyme.

Ang pinakamahalagang pag-andar ng mga protina ay catalytic. Ang mga molekula ng protina na nagpapataas ng bilis ng mga reaksiyong kemikal sa isang cell sa pamamagitan ng ilang mga order ng magnitude ay tinatawag mga enzyme. Hindi isang solong proseso ng biochemical sa katawan ang nangyayari nang walang paglahok ng mga enzyme.

Mahigit 2000 enzymes ang natuklasan sa ngayon. Ang kanilang kahusayan ay maraming beses na mas mataas kaysa sa kahusayan ng mga di-organikong katalista na ginagamit sa produksyon. Kaya, ang 1 mg ng bakal sa komposisyon ng catalase enzyme ay pumapalit sa 10 tonelada ng inorganic na bakal. Pinapataas ng Catalase ang rate ng decomposition ng hydrogen peroxide (H 2 O 2) ng 10 11 beses. Isang enzyme na nag-catalyze sa pagbuo ng reaksyon carbonic acid(CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3), pinabilis ang reaksyon ng 10 7 beses.

Ang isang mahalagang katangian ng mga enzyme ay ang pagtitiyak ng kanilang pagkilos; ang bawat enzyme ay nag-catalyze lamang ng isa o isang maliit na grupo ng mga katulad na reaksyon.

Ang sangkap kung saan kumikilos ang isang enzyme ay tinatawag substrate. Ang mga istruktura ng molekula ng enzyme at ang substrate ay dapat na eksaktong tumutugma sa bawat isa. Ipinapaliwanag nito ang pagtitiyak ng pagkilos ng mga enzyme. Kapag ang isang substrate ay pinagsama sa isang enzyme, ang spatial na istraktura ng enzyme ay nagbabago.

Ang pagkakasunud-sunod ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng enzyme at substrate ay maaaring ilarawan sa eskematiko:

Substrate+Enzyme - Enzyme-substrate complex - Enzyme+Product.

Makikita mula sa diagram na ang substrate ay pinagsama sa enzyme upang bumuo ng isang enzyme-substrate complex. Sa kasong ito, ang substrate ay binago sa isang bagong sangkap - ang produkto. Sa huling yugto, ang enzyme ay inilabas mula sa produkto at muling nakikipag-ugnayan sa susunod na molekula ng substrate.

Ang mga enzyme ay gumagana lamang sa isang tiyak na temperatura, konsentrasyon ng mga sangkap, kaasiman ng kapaligiran. Ang pagbabago sa mga kondisyon ay humahantong sa isang pagbabago sa tertiary at quaternary na istraktura ng molekula ng protina, at, dahil dito, sa pagsugpo sa aktibidad ng enzyme. Paano ito nangyayari? Ang isang tiyak na bahagi lamang ng molekula ng enzyme ay may catalytic na aktibidad, na tinatawag na aktibong sentro. Ang aktibong sentro ay naglalaman ng mula 3 hanggang 12 residue ng amino acid at nabuo bilang resulta ng baluktot ng polypeptide chain.

Sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang mga kadahilanan, nagbabago ang istraktura ng molekula ng enzyme. Sa kasong ito, ang spatial na pagsasaayos ng aktibong sentro ay nabalisa, at ang enzyme ay nawawala ang aktibidad nito.

Ang mga enzyme ay mga protina na kumikilos bilang biological catalysts. Salamat sa mga enzyme, ang rate ng mga reaksiyong kemikal sa mga selula ay tumataas ng ilang mga order ng magnitude. Mahalagang ari-arian enzymes - ang pagtitiyak ng pagkilos sa ilalim ng ilang mga kundisyon.

Mga nucleic acid.

Ang mga nucleic acid ay natuklasan sa ikalawang kalahati ng ika-19 na siglo. Ang Swiss biochemist na si F. Miescher, na naghiwalay ng isang sangkap na may mataas na nilalaman ng nitrogen at posporus mula sa nuclei ng mga selula at tinawag itong "nuclein" (mula sa lat. nucleus- core).

Ang mga nucleic acid ay nag-iimbak ng namamana na impormasyon tungkol sa istraktura at paggana ng bawat cell at lahat ng nabubuhay na nilalang sa Earth. Mayroong dalawang uri ng nucleic acid - DNA (deoxyribonucleic acid) at RNA (ribonucleic acid). Ang mga nucleic acid, tulad ng mga protina, ay partikular sa mga species, iyon ay, ang mga organismo ng bawat species ay may sariling uri ng DNA. Upang malaman ang mga dahilan para sa pagtitiyak ng mga species, isaalang-alang ang istraktura ng mga nucleic acid.

Ang mga molekula ng nucleic acid ay napakahabang kadena na binubuo ng maraming daan-daan at kahit milyon-milyong mga nucleotide. Ang anumang nucleic acid ay naglalaman lamang ng apat na uri ng nucleotides. Ang mga pag-andar ng mga molekula ng nucleic acid ay nakasalalay sa kanilang istraktura, ang kanilang mga constituent nucleotides, ang kanilang bilang sa kadena, at ang pagkakasunud-sunod ng tambalan sa molekula.

Ang bawat nucleotide ay binubuo ng tatlong bahagi: isang nitrogenous base, isang carbohydrate, at phosphoric acid. Ang bawat DNA nucleotide ay naglalaman ng isa sa apat na uri ng nitrogenous bases (adenine - A, thymine - T, guanine - G o cytosine - C), pati na rin ang isang deoxyribose carbohydrate at isang phosphoric acid residue.

Kaya, ang mga nucleotide ng DNA ay naiiba lamang sa uri ng nitrogenous base.

Ang molekula ng DNA ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga nucleotide na konektado sa isang kadena sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod. Ang bawat uri ng molekula ng DNA ay may sariling numero at pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide.

Ang mga molekula ng DNA ay napakahaba. Halimbawa, upang isulat ang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide sa mga molekula ng DNA mula sa isang selula ng tao (46 chromosome), isang aklat na may dami na humigit-kumulang 820,000 na pahina ang kakailanganin. Maaaring mabuo ang paghalili ng apat na uri ng nucleotides walang katapusang set mga variant ng mga molekula ng DNA. Ang mga tampok na ito ng istraktura ng mga molekula ng DNA ay nagpapahintulot sa kanila na mag-imbak ng isang malaking halaga ng impormasyon tungkol sa lahat ng mga palatandaan ng mga organismo.

Noong 1953, ang American biologist na si J. Watson at ang English physicist na si F. Crick ay lumikha ng isang modelo para sa istruktura ng molekula ng DNA. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang bawat molekula ng DNA ay binubuo ng dalawang hibla na magkakaugnay at paikot-ikot. Kamukha niya dobleng helix. Sa bawat kadena, apat na uri ng mga nucleotide ang humalili sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod.

Ang komposisyon ng nucleotide ng DNA ay iba iba't ibang uri bacteria, fungi, halaman, hayop. Ngunit hindi ito nagbabago sa edad, kaunti lamang ang nakasalalay sa mga pagbabago sa kapaligiran. Ang mga nucleotide ay ipinares, iyon ay, ang bilang ng adenine nucleotides sa anumang molekula ng DNA ay katumbas ng bilang ng thymidine nucleotides (A-T), at ang bilang ng mga cytosine nucleotides ay katumbas ng bilang ng guanine nucleotides (CG). Ito ay dahil sa ang katunayan na ang koneksyon ng dalawang kadena sa isa't isa sa isang molekula ng DNA ay sumusunod sa isang tiyak na panuntunan, ibig sabihin: ang adenine ng isang kadena ay palaging konektado ng dalawang hydrogen bond lamang sa Thymine ng kabilang kadena, at guanine ng tatlong hydrogen. mga bono na may cytosine, iyon ay, ang mga nucleotide chain ng isang molekula ng DNA ay komplementaryo, umakma sa bawat isa.

Mga molekula ng nucleic acid - Ang DNA at RNA ay binubuo ng mga nucleotide. Ang komposisyon ng DNA nucleotides ay kinabibilangan ng nitrogenous base (A, T, G, C), isang deoxyribose carbohydrate at isang residue ng isang phosphoric acid molecule. Ang molekula ng DNA ay isang double helix, na binubuo ng dalawang strand na konektado ng hydrogen bond ayon sa prinsipyo ng complementarity. Ang tungkulin ng DNA ay mag-imbak ng namamana na impormasyon.

Sa mga selula ng lahat ng mga organismo mayroong mga molekula ng ATP - adenosine triphosphoric acid. ATP - unibersal na sangkap cell, ang molekula nito ay may mga bono na mayaman sa enerhiya. Ang molekula ng ATP ay isang uri ng nucleotide, na, tulad ng iba pang mga nucleotides, ay binubuo ng tatlong bahagi: isang nitrogenous base - adenine, isang carbohydrate - ribose, ngunit sa halip na isa ay naglalaman ito ng tatlong residue ng mga molekula ng phosphoric acid (Fig. 12). Ang mga bono na ipinahiwatig ng icon sa figure ay mayaman sa enerhiya at tinatawag macroergic. Ang bawat molekula ng ATP ay naglalaman ng dalawang macroergic bond.

Kapag ang mataas na enerhiya na bono ay nasira at ang isang molekula ng phosphoric acid ay natanggal sa tulong ng mga enzyme, 40 kJ / mol ng enerhiya ay inilabas, at ang ATP ay na-convert sa ADP - adenosine diphosphoric acid. Sa pag-aalis ng isa pang molekula ng phosphoric acid, isa pang 40 kJ / mol ang pinakawalan; Ang AMP ay nabuo - adenosine monophosphoric acid. Ang mga reaksyong ito ay nababaligtad, iyon ay, ang AMP ay maaaring maging ADP, ADP - sa ATP.

Ang mga molekula ng ATP ay hindi lamang nasira, ngunit na-synthesize din, kaya ang kanilang nilalaman sa cell ay medyo pare-pareho. Ang kahalagahan ng ATP sa buhay ng cell ay napakalaki. Ang mga molekulang ito ay gumaganap ng isang nangungunang papel sa metabolismo ng enerhiya na kinakailangan upang matiyak ang mahahalagang aktibidad ng cell at ng organismo sa kabuuan.

Ang isang molekula ng RNA, bilang panuntunan, ay isang solong kadena na binubuo ng apat na uri ng mga nucleotides - A, U, G, C. Ang tatlong pangunahing uri ng RNA ay kilala: mRNA, rRNA, tRNA. Ang nilalaman ng mga molekula ng RNA sa cell ay hindi pare-pareho, sila ay kasangkot sa biosynthesis ng protina. Ang ATP ay ang unibersal na sangkap ng enerhiya ng cell, kung saan mayroong mga bono na mayaman sa enerhiya. Ang ATP ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pagpapalitan ng enerhiya sa cell. Ang RNA at ATP ay matatagpuan pareho sa nucleus at sa cytoplasm ng cell.

Kabilang dito ang tubig at mga mineral na asing-gamot.

Tubig kinakailangan para sa pagpapatupad ng mga proseso ng buhay sa cell. Ang nilalaman nito ay 70-80% ng masa ng cell. Ang pangunahing pag-andar ng tubig:

ay isang unibersal na solvent;

ay ang kapaligiran kung saan nagaganap ang mga biochemical reaction;

tinutukoy ang physiological properties ng cell (elasticity, volume);

nakikilahok sa mga reaksiyong kemikal;

pinapanatili ang thermal balanse ng katawan dahil sa mataas na kapasidad ng init at thermal conductivity;

ay ang pangunahing paraan para sa transportasyon ng mga sangkap.

mga mineral na asing-gamot naroroon sa cell sa anyo ng mga ions: cations K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ ; anion - Cl -, HCO 3 -, H 2 PO 4 -.

3. Mga organikong sangkap ng selula.

Ang mga organikong compound ng isang cell ay binubuo ng maraming paulit-ulit na elemento (monomer) at malalaking molekula - polimer. Kabilang dito ang mga protina, taba, carbohydrates at mga nucleic acid. Ang kanilang nilalaman sa cell: protina -10-20%; taba - 1-5%; carbohydrates - 0.2-2.0%; nucleic acid - 1-2%; mababang molekular na timbang na mga organikong sangkap - 0.1-0.5%.

Mga ardilya - mataas na molekular (mataas na molekular na timbang) na mga organikong sangkap. Ang istrukturang yunit ng kanilang molekula ay isang amino acid. 20 amino acid ang nakikibahagi sa pagbuo ng mga protina. Ang komposisyon ng molekula ng bawat protina ay kinabibilangan lamang ng ilang mga amino acid sa pagkakasunud-sunod na katangian ng protina na ito. Ang amino acid ay may sumusunod na formula:

H 2 N - CH - COOH

Ang komposisyon ng mga amino acid ay kinabibilangan ng NH 2 - isang amino group na may mga pangunahing katangian; Ang COOH ay isang carboxyl group na may acidic na katangian; mga radikal na nagpapakilala sa mga amino acid sa bawat isa.

Mayroong pangunahin, pangalawa, tersiyaryo at quaternary na mga istruktura ng protina. Tinutukoy ng mga amino acid na pinagsama-sama ng mga peptide bond ang pangunahing istraktura nito. Ang mga protina ng pangunahing istraktura ay konektado sa isang spiral sa tulong ng mga bono ng hydrogen at bumubuo ng pangalawang istraktura. Ang mga polypeptide chain, na nag-twist sa isang tiyak na paraan sa isang compact na istraktura, ay bumubuo ng isang globule (bola) - ang tersiyaryong istraktura ng protina. Karamihan sa mga protina ay may tertiary na istraktura. Dapat pansinin na ang mga amino acid ay aktibo lamang sa ibabaw ng globule. Ang mga protina na may isang globular na istraktura ay pinagsama at bumubuo ng isang quaternary na istraktura (halimbawa, hemoglobin). Kapag na-expose mataas na temperatura, mga acid at iba pang mga kadahilanan, ang mga kumplikadong molekula ng protina ay nawasak - denaturation ng protina. Kapag bumuti ang mga kondisyon, ang na-denatured na protina ay magagawang ibalik ang istraktura nito kung ang pangunahing istraktura nito ay hindi nawasak. Ang prosesong ito ay tinatawag renaturation.

Ang mga protina ay partikular sa mga species: ang bawat species ng hayop ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang set ng ilang partikular na mga protina.

Mayroong simple at kumplikadong mga protina. Ang mga simple ay binubuo lamang ng mga amino acid (halimbawa, albumin, globulins, fibrinogen, myosin, atbp.). Ang komposisyon ng mga kumplikadong protina, bilang karagdagan sa mga amino acid, ay kinabibilangan din ng iba pang mga organikong compound, halimbawa, mga taba at carbohydrates (lipoproteins, glycoproteins, atbp.).

Ang mga protina ay gumaganap ng mga sumusunod na function:

enzymatic (halimbawa, ang enzyme amylase ay sumisira sa mga carbohydrates);

istruktura (halimbawa, bahagi sila ng mga lamad at iba pang mga organel ng cell);

receptor (halimbawa, ang protina na rhodopsin ay nag-aambag sa mas mahusay na paningin);

transportasyon (halimbawa, ang hemoglobin ay nagdadala ng oxygen o carbon dioxide);

proteksiyon (halimbawa, ang mga protina ng immunoglobulin ay kasangkot sa pagbuo ng kaligtasan sa sakit);

motor (halimbawa, ang actin at myosin ay kasangkot sa pag-urong ng mga fibers ng kalamnan);

hormonal (halimbawa, binago ng insulin ang glucose sa glycogen);

enerhiya (kapag naghahati ng 1 g ng protina, 4.2 kcal ng enerhiya ang inilabas).

Mga taba (lipids) - mga compound ng trihydric alcohol glycerol at high molecular weight fatty acids. Formula ng kemikal taba:

CH 2 -O-C(O)-R¹

CH 2 -O-C(O)-R³, kung saan maaaring magkaiba ang mga radical.

Mga function ng lipid sa cell:

istruktura (makilahok sa pagtatayo ng lamad ng cell);

enerhiya (na may pagkasira ng 1 g ng taba sa katawan, 9.2 kcal ng enerhiya ay inilabas);

proteksiyon (preserba mula sa pagkawala ng init, pinsala sa makina);

ang taba ay pinagmumulan ng endogenous na tubig (kapag ang 10 g ng taba ay na-oxidized, 11 g ng tubig ay inilabas);

regulasyon ng metabolismo.

Carbohydrates - ang kanilang molekula ay maaaring kinakatawan ng pangkalahatang formula C n (H 2 O) n - carbon at tubig.

Ang mga carbohydrate ay nahahati sa tatlong grupo: monosaccharides (kasama ang isang molekula ng asukal - glucose, fructose, atbp.), Oligosaccharides (kasama ang mula 2 hanggang 10 monosaccharide residues: sucrose, lactose) at polysaccharides (high molecular weight compounds - glycogen, starch, atbp. ).

Mga function ng carbohydrates:

nagsisilbing mga paunang elemento para sa pagtatayo ng iba't ibang mga organikong sangkap, halimbawa, sa panahon ng photosynthesis - glucose;

ang pangunahing pinagmumulan ng enerhiya para sa katawan, kapag sila ay nabubulok gamit ang oxygen, mas maraming enerhiya ang inilalabas kaysa kapag ang taba ay na-oxidized;

proteksiyon (halimbawa, ang mucus na itinago ng iba't ibang mga glandula ay naglalaman ng maraming carbohydrates; pinoprotektahan nito ang mga dingding ng mga guwang na organo (bronchi, tiyan, bituka) mula sa mekanikal na pinsala; pagkakaroon ng mga antiseptikong katangian);

structural at sumusuporta sa mga function: ay bahagi ng plasma lamad.

Mga nucleic acid ay mga biopolymer na naglalaman ng posporus. Kabilang dito ang deoxyribonucleic (DNA) at ribonucleic (RNA) acids.

DNA - ang pinakamalaking biopolymer, ang kanilang monomer ay nucleotide. Binubuo ito ng mga nalalabi ng tatlong sangkap: isang nitrogenous base, isang carbohydrate deoxyribose at phosphoric acid. Mayroong 4 na nucleotide na kasangkot sa pagbuo ng molekula ng DNA. Dalawang nitrogenous base ay derivatives ng pyrimidine - thymine at cytosine. Ang adenine at guanine ay inuri bilang purine derivatives.

Ayon sa modelo ng DNA na iminungkahi nina J. Watson at F. Crick (1953), ang molekula ng DNA ay binubuo ng dalawang hibla na paikot-ikot na nakabalot sa isa't isa.

Ang dalawang hibla ng isang molekula ay pinagsasama-sama ng mga bono ng hydrogen na nangyayari sa pagitan nila. pantulong mga nitrogenous na base. Ang adenine ay pantulong sa thymine, at ang guanine ay pantulong sa cytosine. Ang DNA sa mga selula ay matatagpuan sa nucleus, kung saan ito, kasama ng mga protina, ay bumubuo mga chromosome. Ang DNA ay matatagpuan din sa mitochondria at plastids, kung saan ang kanilang mga molekula ay nakaayos sa isang singsing. Pangunahin Pag-andar ng DNA- pag-iimbak ng namamana na impormasyon na nilalaman sa pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide na bumubuo sa molekula nito, at ang paglipat ng impormasyong ito sa mga cell ng anak na babae.

Ribonucleic acid single-stranded. Ang RNA nucleotide ay binubuo ng isa sa mga nitrogenous base (adenine, guanine, cytosine, o uracil), isang ribose carbohydrate, at isang residue ng phosphoric acid.

Mayroong ilang mga uri ng RNA.

Ribosomal RNA(r-RNA) kasama ang protina ay bahagi ng ribosomes. Ang mga ribosome ay nagsasagawa ng synthesis ng protina. Messenger RNA Ang (i-RNA) ay nagdadala ng impormasyon tungkol sa synthesis ng protina mula sa nucleus hanggang sa cytoplasm. Ilipat ang RNA(t-RNA) ay matatagpuan sa cytoplasm; ikinakabit ang ilang mga amino acid sa sarili nito at inihahatid ang mga ito sa mga ribosom - ang lugar ng synthesis ng protina.

Ang RNA ay matatagpuan sa nucleolus, cytoplasm, ribosomes, mitochondria, at plastids. Sa kalikasan, mayroong isa pang uri ng RNA - viral. Sa ilang mga virus, ito ay gumaganap ng function ng pag-iimbak at pagpapadala ng namamana na impormasyon. Sa ibang mga virus, ang function na ito ay ginagampanan ng viral DNA.

Adenosine triphosphoric acid (ATP) - ay isang espesyal na nucleotide na nabuo ng nitrogenous base adenine, carbohydrate ribose at tatlong residue ng phosphoric acid.

Ang ATP ay isang unibersal na mapagkukunan ng enerhiya na kinakailangan para sa mga biological na proseso na nagaganap sa cell. Ang molekula ng ATP ay napaka hindi matatag at may kakayahang hatiin ang isa o dalawang molekula ng pospeyt na may pagpapakawala ng malaking halaga ng enerhiya. Ang enerhiyang ito ay ginugugol sa pagtiyak sa lahat ng mahahalagang tungkulin ng selula - biosynthesis, paggalaw, pagbuo ng isang electrical impulse, atbp. Ang mga bono sa molekula ng ATP ay tinatawag na macroergic. Ang cleavage ng pospeyt mula sa isang molekula ng ATP ay sinamahan ng paglabas ng 40 kJ ng enerhiya. Ang synthesis ng ATP ay nangyayari sa mitochondria.

mga di-organikong sangkap na bahagi ng cell

Layunin ng aralin: upang pag-aralan ang kemikal na komposisyon ng cell, upang matukoy ang papel ng mga inorganikong sangkap.

Mga layunin ng aralin:

pang-edukasyon: ipakita ang iba't ibang mga elemento ng kemikal at mga compound na bumubuo sa mga buhay na organismo, ang kanilang kahalagahan sa proseso ng buhay;

pagbuo: ipagpatuloy ang pagbuo ng mga kasanayan at kakayahan pansariling gawain na may isang aklat-aralin, ang kakayahang i-highlight ang pangunahing bagay, bumalangkas ng mga konklusyon;

pang-edukasyon: turuan ang responsableng saloobin sa pagpapatupad ng mga nakatalagang gawain.

Kagamitan: multimedia projector, pagtatanghal, Handout.

Lesson plan

I. Pansamahang sandali.

Pagbati; - paghahanda ng madla para sa trabaho; - pagkakaroon ng mga mag-aaral.

II. Pagganyak ng aktibidad na pang-edukasyon.

- Narito ang isang hanay ng mga salita: tanso, protina, bakal, carbohydrates, taba, bitamina, magnesiyo, ginto, asupre, kaltsyum, posporus.

Anong dalawang pangkat ang maaaring hatiin ang mga salitang ito? Ipaliwanag ang sagot. (Organic at inorganic; mga kemikal at elemento ng kemikal).

- Sino sa inyo ang maaaring pangalanan ang papel ng ilang mga sangkap, mga elemento sa buhay ng mga buhay na organismo?

- Itakda ang iyong sarili ang layunin at layunin ng ating aralin, batay sa pamagat ng paksa.

III. Pagtatanghal ng bagong materyal.

Pagtatanghal. Kasama sa presentasyon ang 3 aralin sa paksang ito nang sabay-sabay. Magsimula tayo sa pangunahing pangalawang slide: sundin ang hyperlink na pupuntahan tamang aral.

3rd slide: pag-uusap ayon sa iskema na "Ang nilalaman ng mga elemento ng kemikal sa katawan ng tao".:

- Ang cell ay naglalaman ng humigit-kumulang 80 iba't ibang elemento ng kemikal na matatagpuan sa mga bagay na walang buhay. Ano ang masasabi nito? (tungkol sa pagkakatulad ng may buhay at walang buhay na kalikasan). Ang 27 elemento ay gumaganap ng ilang mga pag-andar, ang natitira ay pumapasok sa katawan na may pagkain, tubig, hangin.

- Ano ang mga elemento ng kemikal at sa anong dami ang nilalaman ng katawan ng tao?

- Ang lahat ng mga kemikal na compound na matatagpuan sa mga buhay na organismo ay nahahati sa mga grupo.

- Gamit ang talahanayan, gumuhit ng isang diagram na "Ang mga pangunahing grupo ng mga elemento ng kemikal sa kalikasan" (tingnan ang talahanayan na "Mga elemento na bumubuo sa mga selula ng mga buhay na organismo", tingnan ang Talahanayan 1 ). Ang oxygen, hydrogen, carbon, nitrogen, sulfur at phosphorus ay mahahalagang bahagi ng biological polymer molecules (protein, nucleic acids), madalas silang tinatawag na bioelements.

Scheme

Slide 5: Simulan ang pagpuno sa talahanayan - isang buod ng sanggunian sa iyong kuwaderno (ang talahanayan na ito ay pupunan sa mga susunod na aralin, tingnan ang talahanayan 2 ).

- Sa lahat mga kemikal na compound na nakapaloob sa mga buhay na organismo, ang tubig ay 75 - 85% ng timbang ng katawan.

Bakit kailangan ang ganitong dami ng tubig? Ano ang tungkulin ng tubig sa isang buhay na organismo?

– Alam mo na na ang istraktura at mga pag-andar ay magkakaugnay. Tingnan natin ang istraktura ng molekula ng tubig upang malaman kung bakit may ganitong mga katangian ang tubig. Sa kurso ng pagpapaliwanag, punan mo ang mga pansuportang tala sa iyong kuwaderno (tingnan ang slide 5).

Mga slide 6 - 7 ipakita ang mga tampok na istruktura ng molekula ng tubig, ang mga katangian nito.

- Mula sa mga inorganikong compound na bumubuo sa mga organismo, pinakamataas na halaga may mga salts ng mineral acids at ang kaukulang mga cation at anion. Bagama't ang pangangailangan ng tao at hayop para sa mineral ipinahayag sa sampu at kahit ikasampu ng isang gramo, gayunpaman, ang kawalan sa pagkain ng alinman sa biologically mahahalagang elemento humahantong sa malubhang sakit.

- Punan ang talahanayan, kolum na "Mga mineral na asin", gamit ang materyal sa aklat-aralin p.104 - 107. ( slide 8, mag-click sa hyperlink upang suriin ang gawaing nagawa).

- Magbigay ng mga halimbawa na nagpapatunay sa papel ng mga mineral salt sa buhay ng mga buhay na organismo.

IV. Pag-aayos ng bagong materyal:

ilang mga mag-aaral (kung gaano karaming mga computer sa klase) ang nagsasagawa ng interactive na pagsusulit 1 "Mga di-organikong sangkap ng cell";

ang iba ay gumaganap mga gawain para sa pagsasanay sa pag-iisip at ang kakayahang gumawa ng mga konklusyon(handout) :

Mayroong tiyak na koneksyon sa pagitan ng unang dalawang termino. Sa pagitan ng ikaapat at isa sa mga sumusunod na konsepto ay may parehong koneksyon. Hanapin:

1. Iodine: thyroid gland = fluorine: ___________________

a) pancreas b) enamel ng ngipin c) nucleic acid d) adrenal glands

2. Iron: hemoglobin = __________: chlorophyll:

a) kobalt b) tanso c) yodo d) magnesiyo

3. Isagawa digital na pagdidikta "Molecules". 1. Ang mga hydrogen bond ay ang pinakamahina na mga bono sa isang molekula (1). 2. Ang istraktura at komposisyon ay iisa at pareho (0). 3. Palaging tinutukoy ng komposisyon ang istraktura (0). 4. Tinutukoy ng komposisyon at istraktura ng isang molekula ang mga katangian nito (1). 5. Ang polarity ng mga molekula ng tubig ay nagpapaliwanag sa kakayahan nitong dahan-dahang uminit at lumamig (0). 6. Ang oxygen atom sa molekula ng tubig ay nagdadala ng positibong singil. (0)

V. Buod ng aralin.

Naabot mo ba ang iyong mga layunin at layunin ng aralin? Anong mga bagong bagay ang natuklasan mo sa araling ito?

Panitikan:

Biology. Baitang 9: mga plano sa aralin ayon sa aklat-aralin ni S.G. Mamontov, V.B. Zakharova, N.I. Sonina / ed. - comp. M.M. Gumenyuk. Volgograd: Guro, 2006.

Lerner G.I. Pangkalahatang biology. Mga pagsusulit at takdang aralin. 10 - 11 baitang. / - M .: Aquarium, 1998.

Mamontov S.G., Zakharov V.B., Sonin N.I. Biology. Pangkalahatang mga pattern. Baitang 9: Proc. para sa pangkalahatang edukasyon aklat-aralin mga establisyimento. – M.: Bustard, 2000.

CD Isang hanay ng mga digital na mapagkukunang pang-edukasyon para sa aklat na Teremov A.V., Petrosova R.A., Nikishov A.I. Biology. Pangkalahatang mga pattern ng buhay: 9 na mga cell. makatao ed. VLADOS Center, 2003. Physicon LLC, 2007.

Ang komposisyon ng isang buhay na cell ay kinabibilangan ng parehong mga kemikal na elemento na bahagi ng walang buhay na kalikasan. Sa 104 na elemento panaka-nakang sistema D. I. Mendeleev sa mga cell na natagpuan 60.

Nahahati sila sa tatlong grupo:

1. ang mga pangunahing elemento ay oxygen, carbon, hydrogen at nitrogen (98% ng komposisyon ng cell);
2. mga elemento na bumubuo ng ikasampu at daan-daang porsyento - potasa, posporus, asupre, magnesiyo, bakal, murang luntian, kaltsyum, sodium (1.9% sa kabuuan);
3. lahat ng iba pang elemento na nasa mas maliit na halaga ay mga trace elements.

Ang molekular na komposisyon ng cell ay kumplikado at magkakaiba. Ang mga hiwalay na compound - tubig at mga mineral na asing-gamot - ay matatagpuan din sa walang buhay na kalikasan; iba pa - mga organikong compound: carbohydrates, taba, protina, nucleic acid, atbp. - ay katangian lamang ng mga buhay na organismo.

MGA INORGANIC na sangkap

Ang tubig ay bumubuo ng halos 80% ng masa ng cell; sa mga batang mabilis na lumalagong mga cell - hanggang sa 95%, sa mga matatanda - 60%.

Malaki ang papel ng tubig sa cell.

Ito ang pangunahing daluyan at solvent, nakikilahok sa karamihan ng mga reaksiyong kemikal, ang paggalaw ng mga sangkap, thermoregulation, ang pagbuo ng mga istruktura ng cellular, tinutukoy ang dami at pagkalastiko ng cell. Karamihan sa mga sangkap ay pumapasok sa katawan at pinalabas mula dito sa isang may tubig na solusyon. Biyolohikal na papel Ang tubig ay natutukoy sa pamamagitan ng pagtitiyak ng istraktura: ang polarity ng mga molekula nito at ang kakayahang bumuo ng mga bono ng hydrogen, dahil sa kung saan ang mga complex ng ilang mga molekula ng tubig ay lumitaw. Kung ang enerhiya ng pang-akit sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay mas mababa kaysa sa pagitan ng mga molekula ng tubig at isang sangkap, natutunaw ito sa tubig. Ang ganitong mga sangkap ay tinatawag na hydrophilic (mula sa Griyego na "hydro" - tubig, "fillet" - mahal ko). Ang mga ito ay maraming mga mineral na asing-gamot, protina, carbohydrates, atbp. Kung ang enerhiya ng pagkahumaling sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay mas malaki kaysa sa enerhiya ng pagkahumaling sa pagitan ng mga molekula ng tubig at isang sangkap, ang mga naturang sangkap ay hindi matutunaw (o bahagyang natutunaw), sila ay tinatawag na hydrophobic ( mula sa Griyegong "phobos" - takot) - taba, lipid, atbp.

Ang mga mineral na asing-gamot sa may tubig na mga solusyon ng cell ay naghihiwalay sa mga cation at anion, na nagbibigay ng isang matatag na halaga ng mga kinakailangang elemento ng kemikal at osmotic pressure. Sa mga cation, ang pinakamahalaga ay K + , Na + , Ca 2+ , Mg + . Ang konsentrasyon ng mga indibidwal na cation sa cell at sa extracellular na kapaligiran ay hindi pareho. Sa isang buhay na cell, ang konsentrasyon ng K ay mataas, Na + ay mababa, at sa plasma ng dugo, sa kabaligtaran, mayroong isang mataas na konsentrasyon ng Na + at mababang K +. Ito ay dahil sa selective permeability ng mga lamad. Ang pagkakaiba sa konsentrasyon ng mga ions sa cell at sa kapaligiran ay nagsisiguro sa daloy ng tubig mula sa kapaligiran papunta sa cell at ang pagsipsip ng tubig ng mga ugat ng mga halaman. kapintasan indibidwal na elemento- Fe, P, Mg, Co, Zn - hinaharangan ang pagbuo ng mga nucleic acid, hemoglobin, protina at iba pang mahahalagang mahahalagang sangkap at humantong sa malubhang sakit. Tinutukoy ng mga anion ang katatagan ng pH-cell na kapaligiran (neutral at bahagyang alkalina). Sa mga anion, ang pinakamahalaga ay ang HPO 4 2-, H 2 PO 4 -, Cl -, HCO 3 -

MGA ORGANIC na sangkap

Mga organikong sangkap sa kumplikadong anyo tungkol sa 20-30% ng komposisyon ng cell.

Carbohydrates- mga organikong compound na binubuo ng carbon, hydrogen at oxygen. Ang mga ito ay nahahati sa simple - monosaccharides (mula sa Greek na "monos" - isa) at kumplikado - polysaccharides (mula sa Greek na "poly" - marami).

Monosaccharides(sila pangkalahatang pormula C n H 2n O n) - walang kulay na mga sangkap na may kaaya-ayang matamis na lasa, lubos na natutunaw sa tubig. Nag-iiba sila sa bilang ng mga carbon atom. Sa mga monosaccharides, ang hexoses (na may 6 C atoms) ang pinakakaraniwan: glucose, fructose (matatagpuan sa prutas, pulot, dugo) at galactose (matatagpuan sa gatas). Sa mga pentose (na may 5 C atoms), ang pinakakaraniwan ay ribose at deoxyribose, na bahagi ng mga nucleic acid at ATP.

Mga polysaccharides ay tumutukoy sa mga polimer - mga compound kung saan ang parehong monomer ay inuulit ng maraming beses. Ang mga monomer ng polysaccharides ay monosaccharides. Ang polysaccharides ay nalulusaw sa tubig at marami ang may matamis na lasa. Sa mga ito, ang pinakasimpleng disaccharides, na binubuo ng dalawang monosaccharides. Halimbawa, ang sucrose ay binubuo ng glucose at fructose; asukal sa gatas - mula sa glucose at galactose. Sa pagtaas ng bilang ng mga monomer, bumababa ang solubility ng polysaccharides. Sa mataas na molekular na timbang na polysaccharides, ang glycogen ang pinakakaraniwan sa mga hayop, at ang starch at fiber (cellulose) sa mga halaman. Ang huli ay binubuo ng 150-200 glucose molecules.

Carbohydrates- ang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya para sa lahat ng anyo ng aktibidad ng cellular (paggalaw, biosynthesis, pagtatago, atbp.). Ang paghahati sa pinakasimpleng mga produkto CO 2 at H 2 O, 1 g ng carbohydrate ay naglalabas ng 17.6 kJ ng enerhiya. Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng isang function ng gusali sa mga halaman (ang kanilang mga shell ay gawa sa selulusa) at ang papel na ginagampanan ng mga reserbang sangkap (sa mga halaman - almirol, sa mga hayop - glycogen).

Mga lipid- Ang mga ito ay hindi matutunaw sa tubig na tulad ng taba at taba, na binubuo ng glycerol at mataas na molekular na timbang na mga fatty acid. Ang mga taba ng hayop ay matatagpuan sa gatas, karne, subcutaneous tissue. Sa temperatura ng silid Ito mga solido. Sa mga halaman, ang mga taba ay matatagpuan sa mga buto, prutas, at iba pang mga organo. Sa temperatura ng silid, sila ay mga likido. Ang mga sangkap na tulad ng taba ay katulad ng mga taba sa istrukturang kemikal. Marami sa kanila ang nasa pula ng itlog, mga selula ng utak at iba pang mga tisyu.

Ang papel ng mga lipid ay natutukoy sa pamamagitan ng kanilang pag-andar sa istruktura. Binubuo nila ang mga lamad ng cell, na, dahil sa kanilang hydrophobicity, pinipigilan ang mga nilalaman ng cell mula sa paghahalo sa kapaligiran. Ang mga lipid ay gumaganap ng isang function ng enerhiya. Ang paghahati sa CO 2 at H 2 O, 1 g ng taba ay naglalabas ng 38.9 kJ ng enerhiya. Hindi sila nagsasagawa ng init nang maayos, na naipon sa subcutaneous tissue (at iba pang mga organo at tisyu), proteksiyon na function at ang papel ng mga ekstrang sangkap.

Mga ardilya- ang pinaka tiyak at mahalaga para sa katawan. Nabibilang sila sa mga non-periodic polymers. Hindi tulad ng ibang polimer, ang kanilang mga molekula ay binubuo ng magkatulad ngunit hindi magkatulad na mga monomer - 20 magkakaibang amino acid.

Ang bawat amino acid ay may sariling pangalan, espesyal na istraktura at mga katangian. Ang kanilang pangkalahatang pormula ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod

Ang molekula ng amino acid ay binubuo ng isang partikular na bahagi (radical R) at isang bahagi na pareho para sa lahat ng mga amino acid, kabilang ang isang amino group (-NH 2) na may mga pangunahing katangian, at isang carboxyl group (COOH) na may mga acidic na katangian. Ang pagkakaroon ng acidic at pangunahing mga grupo sa isang molekula ay tumutukoy sa kanilang mataas na reaktibidad. Sa pamamagitan ng mga pangkat na ito, ang koneksyon ng mga amino acid ay nangyayari sa pagbuo ng isang polimer - protina. Sa kasong ito, ang isang molekula ng tubig ay inilabas mula sa amino group ng isang amino acid at ang carboxyl ng isa pa, at ang mga inilabas na electron ay pinagsama upang bumuo ng isang peptide bond. Samakatuwid, ang mga protina ay tinatawag na polypeptides.

Ang molekula ng protina ay isang kadena ng ilang sampu o daan-daang mga amino acid.

Ang mga molekula ng protina ay napakalaki, kaya tinatawag silang macromolecules. Ang mga protina, tulad ng mga amino acid, ay lubos na reaktibo at may kakayahang tumugon sa mga acid at alkali. Nag-iiba sila sa komposisyon, dami at pagkakasunud-sunod ng mga amino acid (ang bilang ng naturang mga kumbinasyon ng 20 amino acid ay halos walang hanggan). Ipinapaliwanag nito ang pagkakaiba-iba ng mga protina.

Mayroong apat na antas ng organisasyon sa istruktura ng mga molekula ng protina (59)

• Pangunahing Istruktura- isang polypeptide chain ng mga amino acid na naka-link sa isang tiyak na pagkakasunod-sunod ng covalent (malakas) na peptide bond.
• pangalawang istraktura- isang polypeptide chain na pinaikot sa isang masikip na helix. Sa loob nito, ang mababang lakas na mga bono ng hydrogen ay lumitaw sa pagitan ng mga peptide bond ng mga katabing pagliko (at iba pang mga atomo). Magkasama, nagbibigay sila ng medyo malakas na istraktura.
• Tertiary na istraktura ay isang kakaiba, ngunit tiyak na pagsasaayos para sa bawat protina - isang globule. Pinagsasama-sama ito ng mahinang hydrophobic bond, o magkakaugnay na puwersa sa pagitan ng mga non-polar radical, na matatagpuan sa maraming amino acid. Dahil sa kanilang multiplicity, nagbibigay sila ng sapat na katatagan ng macromolecule ng protina at ang mobility nito. Ang tersiyaryong istraktura ng mga protina ay sinusuportahan din ng mga covalent S - S (es - es) na mga bono na lumabas sa pagitan ng mga radical ng sulfur-containing amino acid cysteine, na malayo sa isa't isa.
• Quaternary na istraktura hindi tipikal para sa lahat ng mga protina. Ito ay nangyayari kapag ang ilang mga macromolecule ng protina ay pinagsama upang bumuo ng mga complex. Halimbawa, ang hemoglobin ng dugo ng tao ay isang complex ng apat na macromolecules ng protina na ito.

Ang pagiging kumplikado ng istraktura ng mga molekula ng protina ay nauugnay sa iba't ibang mga pag-andar na likas sa mga biopolymer na ito. Gayunpaman, ang istraktura ng mga molekula ng protina ay nakasalalay sa mga katangian ng kapaligiran.

Ang paglabag sa likas na istraktura ng protina ay tinatawag denaturation. Ito ay maaaring mangyari sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura, mga kemikal, nagliliwanag na enerhiya at iba pang mga kadahilanan. Sa mahinang epekto, ang quaternary na istraktura lamang ang nasira, na may mas malakas, ang tersiyaryo, at pagkatapos ay ang pangalawa, at ang protina ay nananatili sa anyo ng isang pangunahing istraktura - isang polypeptide chain. Ang prosesong ito ay bahagyang nababaligtad, at ang denatured protein ay nakapagpapanumbalik ng istraktura nito.

Ang papel ng protina sa buhay ng cell ay napakalaki.

Mga ardilya- Ito materyales sa pagtatayo organismo. Ang mga ito ay kasangkot sa pagtatayo ng shell, organelles at lamad ng cell at indibidwal na mga tisyu (buhok, mga daluyan ng dugo, atbp.). Maraming mga protina ang kumikilos bilang mga catalyst sa cell - mga enzyme na nagpapabilis sa mga reaksyon ng cellular ng sampu, daan-daang milyong beses. Mga isang libong enzyme ang kilala. Bilang karagdagan sa protina, ang kanilang komposisyon ay kinabibilangan ng mga metal na Mg, Fe, Mn, bitamina, atbp.

Ang bawat reaksyon ay na-catalyze ng sarili nitong partikular na enzyme. Sa kasong ito, hindi gumagana ang buong enzyme, ngunit isang tiyak na lugar - ang aktibong sentro. Ito ay umaangkop sa substrate tulad ng isang susi sa isang lock. Ang mga enzyme ay kumikilos sa isang tiyak na temperatura at pH. Ang mga espesyal na protina ng contractile ay nagbibigay ng mga function ng motor ng mga cell (paggalaw ng mga flagellates, ciliates, contraction ng kalamnan, atbp.). Ang mga hiwalay na protina (hemoglobin ng dugo) ay gumaganap ng isang function ng transportasyon, naghahatid ng oxygen sa lahat ng mga organo at tisyu ng katawan. Ang mga tiyak na protina - mga antibodies - gumaganap ng isang proteksiyon na function, neutralisahin ang mga dayuhang sangkap. Ang ilang mga protina ay gumaganap ng isang function ng enerhiya. Paghiwa-hiwalay sa mga amino acid, at pagkatapos ay sa higit pa mga simpleng sangkap, 1 g ng protina ay naglalabas ng 17.6 kJ ng enerhiya.

Mga nucleic acid(mula sa Latin na "nucleus" - ang core) ay unang natuklasan sa core. Sila ay may dalawang uri - mga deoxyribonucleic acid(DNA) at ribonucleic acid(RNA). Ang kanilang biological na papel ay mahusay, tinutukoy nila ang synthesis ng mga protina at ang paglipat ng namamana na impormasyon mula sa isang henerasyon patungo sa isa pa.

Ang molekula ng DNA ay mayroon kumplikadong istraktura. Binubuo ito ng dalawang spirally twisted chain. Ang lapad ng double helix ay 2 nm 1 , ang haba ay ilang sampu at kahit na daan-daang micromicrons (daan-daan o libu-libong beses na mas malaki kaysa sa pinakamalaking molekula ng protina). Ang DNA ay isang polimer na ang mga monomer ay mga nucleotides - mga compound na binubuo ng isang molekula ng phosphoric acid, isang carbohydrate - deoxyribose at isang nitrogenous base. Ang kanilang pangkalahatang formula ay ang mga sumusunod:

Ang Phosphoric acid at carbohydrate ay pareho para sa lahat ng nucleotides, at mayroong apat na uri ng nitrogenous base: adenine, guanine, cytosine, at thymine. Tinutukoy nila ang pangalan ng kaukulang mga nucleotide:

• adenyl (A),
• guanyl (G),
• cytosyl (C),
• thymidyl (T).

Ang bawat DNA strand ay isang polynucleotide na binubuo ng ilang sampu-sampung libong nucleotides. Sa loob nito, ang mga kalapit na nucleotides ay konektado sa pamamagitan ng isang malakas na covalent bond sa pagitan ng phosphoric acid at deoxyribose.

Sa napakalaking sukat ng mga molekula ng DNA, ang kumbinasyon ng apat na nucleotide sa mga ito ay maaaring maging walang hanggan na malaki.

Sa panahon ng pagbuo ng DNA double helix, ang nitrogenous base ng isang strand ay nakaayos sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod laban sa nitrogenous base ng isa pa. Kasabay nito, ang T ay palaging lumalabas na laban sa A, at ang C lamang ang laban sa G. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang A at T, pati na rin ang G at C, ay mahigpit na tumutugma sa bawat isa, tulad ng dalawang halves basag na baso, at komplementaryo o pantulong(mula sa Greek na "complement" - karagdagan) sa bawat isa. Kung ang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotides sa isang DNA strand ay kilala, kung gayon ang mga nucleotides ng isa pang strand ay maaaring maitatag sa pamamagitan ng prinsipyo ng complementarity (tingnan ang Appendix, gawain 1). Ang mga komplementaryong nucleotide ay pinagsama ng mga bono ng hydrogen.

Sa pagitan ng A at T mayroong dalawang mga bono, sa pagitan ng G at C - tatlo.

Pagdodoble ng molekula ng DNA natatanging tampok, na nagsisiguro sa paglilipat ng namamana na impormasyon mula sa cell ng ina patungo sa anak na babae. Ang proseso ng pagdoble ng DNA ay tinatawag Pagtitiklop ng DNA. Ito ay isinasagawa bilang mga sumusunod. Ilang sandali bago ang paghahati ng cell, ang molekula ng DNA ay humiwalay at ang dobleng hibla nito, sa ilalim ng pagkilos ng isang enzyme, ay nahahati mula sa isang dulo sa dalawang independiyenteng kadena. Sa bawat kalahati ng mga libreng nucleotides ng cell, ayon sa prinsipyo ng complementarity, isang pangalawang kadena ang itinayo. Bilang resulta, sa halip na isang molekula ng DNA, lumilitaw ang dalawang ganap na magkaparehong molekula.

RNA- isang polymer na katulad ng istraktura sa isang strand ng DNA, ngunit mas maliit. Ang mga monomer ng RNA ay mga nucleotide na binubuo ng phosphoric acid, isang carbohydrate (ribose) at isang nitrogenous base. Ang tatlong nitrogenous base ng RNA - adenine, guanine at cytosine - ay tumutugma sa DNA, at ang ikaapat ay naiiba. Sa halip na thymine, ang RNA ay naglalaman ng uracil. Ang pagbuo ng RNA polymer ay nangyayari sa pamamagitan ng mga covalent bond sa pagitan ng ribose at phosphoric acid ng mga katabing nucleotides. Tatlong uri ng RNA ang kilala: messenger RNA(i-RNA) nagpapadala ng impormasyon tungkol sa istruktura ng protina mula sa molekula ng DNA; ilipat ang RNA(t-RNA) ang nagdadala ng mga amino acid sa lugar ng synthesis ng protina; Ang ribosomal RNA (rRNA) ay matatagpuan sa mga ribosom at kasangkot sa synthesis ng protina.

ATP- Ang adenosine triphosphoric acid ay isang mahalagang organic compound. Sa istruktura, ito ay isang nucleotide. Binubuo ito ng nitrogenous base adenine, carbohydrate - ribose at tatlong molekula ng phosphoric acid. Ang ATP ay isang hindi matatag na istraktura, sa ilalim ng impluwensya ng enzyme, ang bono sa pagitan ng "P" at "O" ay nasira, isang molekula ng phosphoric acid ay nahati at ang ATP ay pumasa sa

Ngayon ay natuklasan at nakahiwalay sa purong anyo maraming kemikal na elemento ng periodic table, at ang ikalimang bahagi ng mga ito ay matatagpuan sa bawat buhay na organismo. Ang mga ito, tulad ng mga brick, ay ang mga pangunahing bahagi ng mga organic at inorganic na sangkap.

Anong mga elemento ng kemikal ang bahagi ng cell, ayon sa biology kung aling mga sangkap ang maaaring hatulan ng isang tao ang kanilang presensya sa katawan - isasaalang-alang natin ang lahat ng ito sa ibang pagkakataon sa artikulo.

Ano ang katatagan ng komposisyon ng kemikal

Upang mapanatili ang katatagan sa katawan, ang bawat cell ay dapat mapanatili ang konsentrasyon ng bawat isa sa mga bahagi nito sa isang pare-parehong antas. Ang antas na ito ay tinutukoy ng mga species, tirahan, mga kadahilanan sa kapaligiran.

Upang masagot ang tanong kung anong mga elemento ng kemikal ang bahagi ng cell, kinakailangang malinaw na maunawaan na ang anumang sangkap ay naglalaman ng alinman sa mga bahagi ng periodic table.

Minsan sa tanong humigit-kumulang daan-daang at libo-libo ng isang porsyento ng nilalaman ng isang tiyak na elemento sa isang cell, ngunit sa parehong oras, ang isang pagbabago sa pinangalanang numero ng hindi bababa sa isang libong bahagi ay maaari nang magkaroon ng malubhang kahihinatnan para sa katawan.

Sa 118 na elemento ng kemikal sa isang selula ng tao, dapat mayroong hindi bababa sa 24. Walang ganoong mga sangkap na makikita sa isang buhay na organismo, ngunit hindi bahagi ng walang buhay na mga bagay ng kalikasan. Kinukumpirma ng katotohanang ito ang malapit na kaugnayan sa pagitan ng nabubuhay at hindi nabubuhay sa ecosystem.

Ang papel ng iba't ibang elemento na bumubuo sa cell

Kaya ano ang mga elemento ng kemikal na bumubuo sa isang cell? Ang kanilang papel sa buhay ng organismo, dapat itong tandaan, direkta ay nakasalalay sa dalas ng paglitaw at ang kanilang konsentrasyon sa cytoplasm. Gayunpaman, sa kabila ng iba't ibang nilalaman ng mga elemento sa cell, ang kahalagahan ng bawat isa sa kanila ay pantay na mataas. Ang kakulangan ng alinman sa mga ito ay maaaring humantong sa isang masamang epekto sa katawan, na pinapatay ang pinakamahalagang biochemical reaksyon mula sa metabolismo.

Sa paglilista kung anong mga elemento ng kemikal ang bahagi ng selula ng tao, kailangan nating banggitin ang tatlong pangunahing uri, na isasaalang-alang natin sa ibaba:

Ang pangunahing biogenic na elemento ng cell

Hindi nakakagulat na ang mga elemento ng O, C, H, N ay biogenic, dahil bumubuo sila ng lahat ng mga organiko at maraming mga inorganic na sangkap. Imposibleng isipin ang mga protina, taba, carbohydrates o nucleic acid na walang mga mahahalagang sangkap na ito para sa katawan.

Ang pag-andar ng mga elementong ito ay tumutukoy sa kanilang mataas na nilalaman sa katawan. Magkasama silang bumubuo ng 98% ng kabuuang tuyong timbang ng katawan. Paano pa maipapakita ang aktibidad ng mga enzyme na ito?

1. Oxygen. Ang nilalaman nito sa cell ay humigit-kumulang 62% ng kabuuang tuyong masa. Mga Pag-andar: pagtatayo ng mga organic at inorganic na sangkap, pakikilahok sa respiratory chain;
2. Carbon. Ang nilalaman nito ay umabot sa 20%. Pangunahing function: kasama sa lahat;
3. hydrogen. Ang konsentrasyon nito ay tumatagal ng isang halaga ng 10%. Bilang karagdagan sa pagiging bahagi ng organikong bagay at tubig, ang elementong ito ay nakikilahok din sa mga pagbabagong-anyo ng enerhiya;
4. Nitrogen. Ang halaga ay hindi hihigit sa 3-5%. Ang pangunahing papel nito ay ang pagbuo ng mga amino acid, nucleic acid, ATP, maraming bitamina, hemoglobin, hemocyanin, chlorophyll.

Ito ang mga kemikal na elemento na bumubuo sa selula at bumubuo ng karamihan sa mga sangkap na kailangan para sa normal na buhay.

Kahalagahan ng macronutrients

Makakatulong din ang mga macronutrients na magmungkahi kung aling mga kemikal na elemento ang bahagi ng cell. Mula sa kurso ng biology, nagiging malinaw na, bilang karagdagan sa mga pangunahing, 2% ng dry mass ay binubuo ng iba pang mga bahagi ng periodic table. At ang mga macronutrients ay kinabibilangan ng mga ang nilalaman ay hindi mas mababa sa 0.01%. Ang kanilang mga pangunahing pag-andar ay ipinakita sa anyo ng isang talahanayan.

Inaasahan namin na mula sa itaas ay madaling matukoy kung aling mga elemento ng kemikal ang bahagi ng cell at mga macronutrients.

mga elemento ng bakas

Mayroon ding mga naturang bahagi ng cell, kung wala ang katawan ay hindi maaaring gumana nang normal, ngunit ang kanilang nilalaman ay palaging mas mababa sa 0.01%. Tukuyin natin kung aling mga kemikal na elemento ang bahagi ng cell at kabilang sa pangkat ng mga microelement.

Mga organiko at di-organikong sangkap

Bilang karagdagan sa mga ito, anong iba pang mga elemento ng kemikal ang kasama sa komposisyon ng cell? Ang mga sagot ay matatagpuan lamang sa pamamagitan ng pag-aaral sa istraktura ng karamihan sa mga sangkap sa katawan. Kabilang sa mga ito, ang mga molekula ng organic at inorganic na pinagmulan ay nakikilala, at ang bawat isa sa mga pangkat na ito ay may isang nakapirming hanay ng mga elemento sa komposisyon nito.

Ang mga pangunahing klase ng mga organikong sangkap ay mga protina, nucleic acid, taba at carbohydrates. Ang mga ito ay ganap na binuo mula sa mga pangunahing biogenic na elemento: ang balangkas ng molekula ay palaging nabuo sa pamamagitan ng carbon, at ang hydrogen, oxygen at nitrogen ay bahagi ng mga radical. Sa mga hayop, ang mga protina ay ang nangingibabaw na klase, at sa mga halaman, polysaccharides.

Ang mga di-organikong sangkap ay mga mineral na asing-gamot at, siyempre, tubig. Sa lahat ng mga inorganics sa cell, ang karamihan ay H 2 O, kung saan ang iba pang mga sangkap ay natunaw.

Ang lahat ng nasa itaas ay tutulong sa iyo na matukoy kung aling mga kemikal na elemento ang bahagi ng cell, at ang kanilang mga pag-andar sa katawan ay hindi na magiging isang misteryo sa iyo.